JP2004271982A - Signal processor and method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processor and a method that can effectively make good use of signal processing capability while suppressing an increase in storage capacity of a data buffer. <P>SOLUTION: The signal processor which inputs respective data of a plurality of channels L, R, LS, LR, C, and S as stream data, performs specified signal processing for the stream data, and outputs data after the specified signal processing by the channels has a data buffer which has storage capacity corresponding to the amount of data of one frame as a unit of the specified signal processing and the number of the plurality of channels and stores data of the respective channels after the specified signal processing. Simultaneously with operation for dispersing and storing signal processing results of data of, for example, the channel L in storage areas I<SB>1</SB>to I<SB>6</SB>of the data buffer for a current frame N, last signal processing results are read out of storage areas A<SB>1</SB>to A<SB>6</SB>of the data buffer and outputted. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルオーディオデータ等のストリームデータに対しデコード処理等の信号処理を施す信号処理装置および方法に関し、特に信号処理が施されたデータを出力するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
BSデジタルチューナやD−VHS(登録商標)等の再生装置には、再生すべきデジタルオーディオデータをデコードするための信号処理装置が組み込まれており、この信号処理装置としては、例えば、MPEG−2(Audio)の拡張符号化方式であるAAC(Advanced Audio Coding)に準拠した5.1チャンネルのデジタルオーディオデコーダが知られている。このデコーダは、BSデジタルチューナやD−VHS等から得られたディジタルオーディオデータをストリームデータとして入力し、フレームを単位としてデコード処理を施した後、1チャンネルあたり1024サンプル分のデータを順次出力する。通常、この種の装置には、出力の際にデータを一時的に格納するためのデータバッファが出力段に設けられており、現在のフレームに対するデコード処理と並行して前回のフレームのデータを出力することにより、見かけ上の動作速度(動作周波数)を向上させている。
【0003】
ここで、上述のデコーダに関する第1の従来技術として、1フレーム内で出力すべきデータ量の2倍の記憶容量を有するデータバッファを備えたものがある(特許文献1参照)。図5(a)を参照して第1の従来技術を説明する。同図は、1フレーム内における各チャンネルに対応するデータバッファの記憶領域を示し、記憶領域Aは、現在のフレームで外部に読み出すべき前回のフレームのデコード結果が記憶された領域を表し、記憶領域Bは現在のフレームでデコード結果が書き込まれる領域を表す。この例では、前方左側のメインスピーカを駆動するチャンネルLと、前方右側のメインスピーカを駆動するチャンネルRと、後方左側のサラウンドスピーカを駆動するチャンネルLSと、後方右側のサラウンドスピーカを駆動するチャンネルRSと、前方中央のスピーカを駆動するチャンネルCと、重低音専用のサブウーファを駆動するチャンネルLFE(以下、チャンネルSと称す)との各チャンネルについて上述の記憶領域A,Bが用意されている。
【0004】
図5(a)において、フレームNの周期では、各チャンネルの1フレーム分のデコード結果がデータバッファの記憶領域Bに書き込まれ、かつ記憶領域Aから前回の1フレーム分のデコード結果が読み出される。次のフレームN+1の周期では、フレームNの周期で記憶領域Bとされた領域が記憶領域Aとなり、この記憶領域Aに記憶されているデータ、即ちフレームNで記憶領域Bに書き込まれたデータが読み出される。ここで、同一のチャンネルに着目すると、フレームN+1での各記憶領域Bは、フレームNでの記憶境域Bを、1つのチャンネルに割り付けられた記憶領域(A+B)の2分の1だけシフトさせたものに相当し、データバッファ全体が巡回バッファとして機能する。これにより、現在のフレームのデコード結果の書き込みと、前回のフレームのデコード結果の出力とを並行して行わせ、見かけ上の動作速度を改善している。この例では、各フレームでデータバッファに書き込まれたデータは1フレーム分だけ遅れて読み出される。
図6(a)に、第1の従来技術によるデコード処理と出力データとのタイミング関係を示す。同図に示すように、出力データはデコード処理が行われてから1フレーム分だけ遅延するので、デコード処理はその前の1フレームの周期内に終了していればよい。従って、デコード処理の負荷が過大にならなず、デコード処理能力が低くても、その処理能力を十分に活用することができる。
【0005】
次に、図5(b)を参照して第2の従来技術を説明する。この例では、1フレーム内で出力すべきデータ量の1.5倍の記憶容量を有するデータバッファを備える。図5(b)では、記憶領域A1は、現在のフレームの前半の周期で読み出すべき前回のフレームのデコード結果が記憶された領域を表し、記憶領域A2は、現在のフレームの後半の周期で読み出すべき前回のフレームのデコード結果が記憶された領域を表す。記憶領域Bは、上述と同様に現在のフレームでデコード結果が書き込まれる領域を表す。各チャンネルの定義は上述と同様であり、各チャンネルについて記憶領域A1,A2,Bが用意されている。
【0006】
図5(b)において、フレームNの前半の周期(N0〜1/2)では、各チャンネルの1フレーム分のデコード結果がデータバッファの記憶領域Bに書き込まれ、かつ記憶領域A1から前回のフレームのデコード結果の後半が読み出される。また、フレームNの後半の周期(N1/2〜2/2)では、フレームNの前半の周期(N0〜1/2)で記憶領域Bとされた領域の前半が記憶領域A2となり、この記憶領域A2から現在のフレームNのデコード結果の前半が読み出される。次のフレームN+1の前半の周期(N+10〜1/2)では、フレームNの周期で記憶領域Bとされた領域の後半が記憶領域A1とされ、この記憶領域A1に記憶されているデータ、即ちフレームNで記憶領域Bの後半に書き込まれたデータが読み出される。
【0007】
また、このフレームN+1の前半の周期(N+10〜1/2)では、フレームNの周期で記憶領域A1とされていた領域が新たに記憶領域Bの前半とされ、フレームNの周期で記憶領域Bの前半とされていた領域が新たに記憶領域Bの後半とされる。この新たな記憶領域Bに対してフレームN+1でのデコード結果が書き込まれる。ここで、同一のチャンネルに着目すると、フレームN+1での各記憶領域Bは、フレームNでの記憶領域Bを、1つのチャンネルに割り付けられた記憶領域の3分の2だけシフトさせたものに相当し、データバッファ全体が巡回バッファとして機能する。これにより、書き込みと読み出しを並行して行わせ、見かけ上の動作速度を改善している。この例では、各フレームでデータバッファに書き込まれたデータは2分の1フレーム分だけ遅れて読み出される。図6(b)に、この第2の従来技術によるデコード処理と出力データとの関係を示す。この例では、同図に示すように、出力データはデコード処理が行われてから1フレームの半周期分だけ遅延する。
【0008】
【特許文献1】
特開平11−327559号公報(段落番号0029、図2)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の第1の従来技術によれば、信号処理の単位となる1フレーム分のデータ量の2倍に相当する記憶領域をデータバッファ内に用意しなければならず、データバッファの記憶容量が大幅に増加するという問題がある。
また、第2の従来技術によれば、上述の第1の従来技術に比較すれば、少ない記憶容量でデータバッファを構成することが可能になる反面、上述の図6(b)に示すように、1フレームの前半の周期でデコード処理を終えなければならず、このため、第1の従来技術に比較して2倍の処理能力を必要とするという問題がある。
【0010】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、データバッファの記憶容量の増加を有効に抑えながら、信号処理能力を有効に活用することが可能な信号処理装置および方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は以下の構成を有する。
即ち、この発明に係る信号処理装置は、複数のチャンネルのデータをストリームデータとして入力し、該ストリームデータに所定の信号処理を施し、該所定の信号処理が施されたデータをチャンネル毎に出力する信号処理装置において、前記所定の信号処理の単位となるデータ量と前記複数のチャンネルの数とに応じた記憶容量を有し、前記所定の信号処理が施された各チャンネルのデータを格納するデータバッファを備え、前記所定の信号処理が施されたデータを前記データバッファに分散させて記憶させ、前記データバッファに分散されたデータを前記チャンネル毎に集中させて配列し直すことを特徴としている。
【0012】
この構成によれば、データバッファは、所定の信号処理の単位となるデータ量に応じた記憶容量に加え、複数のチャンネルの数に応じた記憶容量を有しているので、所定の信号処理の単位となるデータがデータバッファに格納されたとしても、記憶容量に余剰分が発生する。ここで、例えば、新たに所定の信号処理が施された1つ目のチャンネルのデータは上記余剰分に格納される。従って、新たに信号処理が施されたデータをデータバッファに格納しても、既に所定の信号処理が施されてデータバッファに予め格納されているデータの読み出しが阻害されることはない。この予め格納されたデータの読み出しに伴ってデータバッファに空き領域が発生する。2つ目以降のチャンネルのデータは、この空き領域に順次記憶されていく。従って、この発明の構成によれば、データバッファの記憶容量の増加(余剰分)を抑えながら、信号処理能力を有効に活用することができる。
【0013】
上記信号処理装置において、例えば、前記データバッファが、前記複数のチャンネルに対応づけられた複数の記憶領域を有し、該複数の記憶領域のそれぞれが、前記所定の信号処理が施された1チャンネル分のデータ量と、該データ量を前記複数のチャンネルの数で除したデータ量との和に相当する記憶容量を有することを特徴としている。また、上記信号処理装置において、例えば、前記データバッファが、前記所定の信号処理が施された各チャンネルのデータを前記複数の記憶領域に分散させて記憶し、該複数の記憶領域に分散されたデータを前記チャンネル毎に集中させて記憶し直すことを特徴としている。
【0014】
この発明に係る信号処理方法は、複数のチャンネルのデータをストリームデータとして入力し、該ストリームデータに所定の信号処理を施し、該所定の信号処理が施されたデータをチャンネル毎に出力する信号処理方法において、前記所定の信号処理が施されたデータを複数の記憶領域に分散させて記憶させるステップと、前記複数の記憶領域に分散されたデータを前記チャンネル毎に集中させて配列し直すステップと、を含むことをことを特徴とすしている。
また、上記信号処理方法において、例えば、前記複数の記憶領域のそれぞれが、前記所定の信号処理が施された1チャンネル分のデータ量と、該データ量を前記複数のチャンネルの数で除したデータ量との和に相当する記憶容量を有することを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。
図1に、この実施形態に係る信号処理装置100の構成を示す。この信号処理装置100は、AACに準拠した5.1チャンネル・サラウンドシステムのデジタルオーディオデコーダであって、ストリームデータDINをデコードしてデジタルオーディオデータDOUTをチャンネル毎に出力するものであり、入力インタフェース110、入力データバッファ120、信号処理演算部(DSP;Digital Signal Processor)130、出力データバッファ140、出力インタフェース150、サンプルカウンタ160、作業バッファ170を備える。
【0016】
ストリームデータDINは、AACに準拠した5.1チャンネル・サラウンドシステムのデジタルオーディオデータであり、BSデジタルチューナやD−VHS等から得られるSPDIF形式のデータを図示しないDIR(Digital Interface Receiver)で解釈して得られたものである。このサラウンドシステムのチャンネルの種類としては、左前方のスピーカに対応するチャンネルL、右前方のスピーカに対応するチャンネルR、左後方のサラウンド用のスピーカに対応するチャンネルLS、右後方のサラウンド用のスピーカに対応するチャンネルRS、前方中央のセンタースピーカに対応するチャンネルC、および重低音再生用のサブウーファスピーカに対応するチャンネルSの合計6チャンネルがある。
【0017】
入出力クロック信号CLKは、上述のDIRで生成されたものであって、各ワードの境界を表すワードクロック信号、各ビットの位置を表すビットクロック信号、動作タイミングの基準となるマスタクロック信号等が含まれる。入力インタフェース110は、上述のDIRからストリームデータDINを入力するためのものであり、入力データバッファ120は、前段の入力インタフェース110を介して入力されたストリームデータDINを一時的に格納して後段の信号処理演算部130に供給するタイミングを調節するものである。信号処理演算部130は、ストリームデータDINに対するデコード処理(所定の信号処理)を実行し、このストリームデータDINを上述のチャンネルL,R,LS,RS,C,Sの各オーデオデータに変換するものである。
【0018】
出力データバッファ140は、本発明の特徴をなすもので、上述のデコード処理が施された各チャンネルのオーディオデータを一時的に格納するものである。この出力データバッファ140は、信号処理演算部130でのデコード処理の単位となる1フレーム分のデータ量と、チャンネルの数とに応じた記憶容量(以下、αと称す)とを有している。この実施形態では、出力データバッファ140の記憶容量は、1フレーム分のデータ量と、このデータ量をチャンネル数で除したデータ量との和に相当し、αは、1フレーム分のデータ量をチャンネル数で除した値(小数点以下切り上げ)となる。具体的には、このオーディオデータの1フレーム分のサンプル数は、例えば、1チャンネルあたり1024個であり、そのデータ量は1024ワードである。このデータ量をチャンネル数の「6」で除算して得られるデータ量は171ワード(小数点以下切り上げ)であるから、これらの和である1195ワードが出力データバッファ140の1チャンネルあたりの記憶容量となる。
【0019】
出力インタフェース150は、出力データバッファ140に格納された各チャンネルのオーディオデータを外部の図示しないD/Aコンバータに出力するものであり、このD/Aコンバータの出力信号は電力増幅されて図示しないスピーカに供給される。サンプルカウンタ160は、入出力クロック信号CLKに基づき出力データバッファ140にデータを書き込むタイミングを規定するタイミング信号を生成するものである。作業バッファ170は、信号処理演算部130が一連のデコード処理を実行する過程で発生するデータを一時的に格納するための作業領域であり、後述するスワップ処理を行う際の作業領域としても兼用される。
【0020】
次に、この実施形態の動作を、図2に示すフローに沿って、図3及び図4を参照しながら説明する。ここで、図3は、フレームNでの出力データバッファ140の記憶領域を示し、記憶領域A〜Aは、現在のフレームNの周期で読み出すべきデコード結果が記憶された領域を表す。また、記憶領域l〜lは、チャンネルLのデコード結果の記憶領域を表す。同様に、記憶領域r〜r、ls〜ls、rs〜rs、c〜c、s〜s、は、それぞれ、チャンネルL,R、LS,RS,C,S(=LFE)のデコード結果の記憶領域を表す。この例では、各チャンネルについて、実線で表現した領域が1フレーム分のデータ量(1024個のサンプルに相当するデータ量)の記憶領域に対応し、点線で表現した領域が1フレーム分のデータ量をチャンネル数の「6」で除したデータ量(171個のサンプルに相当するデータ量)の記憶領域に対応する。図4は、信号処理演算部130のデコード処理と、出力データバッファ140の出力データとのタイミング関係を示す。
【0021】
先ず、信号処理演算部130は、デコード処理を終了する旨の要求があるか否かを判断し(ステップS1)、この要求がある場合(ステップS1;Yes)には処理を終了し、この要求がない場合(ステップS1;No)には、以下の一連のデコード処理を実行する。即ち、信号処理演算部130は、フレームNの開始の要求があるか否かを判断し(ステップS2)、この要求がない場合(ステップS2;No)には処理を待機し、この要求がある場合(ステップS2;Yes)、1チャンネル目であるチャンネルLのデジタルオーディオデータに対するデコード処理を実行する(ステップS3)。
【0022】
ここで、フレームNの先頭から6分の1までの期間、即ちサンプル数が0から171に相当する期間が経過する前に、信号処理演算部130は、フレームNにおけるチャンネルLのデコード結果として得られる1024個のサンプルに相当するディジタルオーディオデータを、記憶領域l〜lの6つの領域に分散させて書き込む。即ち、フレームNの1024個のサンプルのうち、1〜171個目までを記憶領域lに書き込み、172〜342個目を記憶領域lに書き込み、343〜513個目を記憶領域lに書き込み、514〜684個目を記憶領域lに書き込み、685〜855個目を記憶領域lに書き込み、856〜1024個目を記憶領域lに書き込む。この間、出力インタフェース150は、各チャンネルに割り付けられた記憶領域Aから前回のフレーム(N−1)のデコード結果である1〜171個目のサンプルに相当するディジタルオーディオデータを読み出して外部(図示しないD/A変換器)に出力する。
【0023】
続いて、信号処理演算部130は、フレームNの6分の1の期間が経過したか否かを判断し(ステップS4)、この期間が経過していなければ(ステップS4;No)、処理を待機する。そして、フレームNの6分の1の期間が経過すると(ステップS4;Yes)、2チャンネル目であるチャンネルRのデジタルオーディオデータに対するデコード処理を実行する(ステップS5)。ここで、フレームNの6分の1の期間が過ぎると、上述の記憶領域Aからデータの読み出しが終了し、この領域が空くので、信号処理演算部130は、この記憶領域Aを新たに記憶領域r〜rとして、上述のチャンネルRのデコード結果を記憶領域r〜rに書き込む。この間、出力インタフェース150は、各チャンネルに割り付けられた記憶領域Aから前回のフレーム(N−1)のデコード結果である172〜342個目のサンプルに相当するディジタルオーディオデータを読み出して外部(図示しないD/A変換器)に出力する。以下同様に、フレームNの6分の2〜6分の5までの期間の経過が判断され、各期間が経過すると、記憶領域ls〜ls,rs〜rs,c〜c、s〜sにデコード結果を書き込むと共に、記憶領域A〜Aから前回のフレーム(N−1)のデコード結果である343〜513個目、514〜684個目、685〜855個目、856〜1024個目のサンプルに相当する各ディジタルオーディオデータが出力データバッファ150に読み出されて外部に出力される(ステップS6〜S13)。
【0024】
この状態では、図3の上から6段目に示すように、チャンネルL,R,LS,RS,C,Sのデコード結果が書き込まれた記憶領域が分散しており、出力データバッファ140は、各チャンネルのデコード結果を分散した状態で記憶している。そこで、分散された各チャンネルのデコード結果に対しスワップ処理を施し(ステップS14)、図3の上から7段目に示すように、信号処理演算部130は、現在のフレームNで得られたデコード結果がチャンネル毎に集中するようにこれを配列し直し、この配列し直されたデコード結果を出力データバッファ140の各記憶領域に記憶させる。配列し直されたデコード結果は上述の記憶領域A1〜A6と同様に、次のフレームN+1についてのデコード処理の周期において出力データバッファ140から出力インタフェース150に読み出されて外部に出力される。
【0025】
図3の最下段に、次のフレームN+1の6分の1までの期間における記憶領域A、l〜lが示されている。同図に示されるように、上述のフレームNにおけるスワップ処理後の記憶領域Aが、フレームN+1の6分の1までの期間のデコード結果が書き込まれる記憶領域l〜lとして使用される。また、フレームN+1において各チャンネルに割り付けられる記憶領域は、上述のフレームNに対し、1024個のサンプルに相当する領域分だけシフトし、出力データバッファ140の全体が巡回バッファとして機能する。フレームN+1以降についての動作は、上述のフレームN−1に対するフレームNについての動作と同様である。
この例では、1フレームにつき15回のスワップが必要となるが、連続メモリ転送に適したDSPを利用すれば、大きな処理量とはならない。また、スワップに必要な作業領域は171ワードとなるが、必ずしもこの作業領域を出力データバッファ内に設ける必要はない。この程度の作業領域であれば、デコード処理で使用される作業バッファ170を兼用することができる。
【0026】
次に、図4を参照して、この実施形態による効果を説明する。図4は、この実施形態に係る信号処理装置によるデコード処理と出力データとのタイミング関係を示し、信号処理演算部130の処理能力が十分に高い場合を仮定している。同図から理解されるように、チャンネルL,R,LS,RS,Sに対する各デコード処理が均等に分散される。従って、前述の図6に示す第1および第2の従来技術と比較すると、出力データバッファの記憶容量の増加を抑え、しかもデコード処理能力を有効に活用することができ、信号処理演算部130に過大な負荷を与えることがない。
【0027】
また、この実施形態では、1フレーム内の最後の6分の1の期間において、チャンネルSのデコード処理に加えてスワップ処理を行っているが、一般には、スワップ処理に要する時間はデコード処理に要する時間に比べて短く、しかも低周波信号のチャンネルS(LFE)は他のチャンネルに比べて処理が軽い。従って、1フレームの最後の6分の1の期間でチャンネルSのデコード処理に加えてスワップ処理を行うものとし、この期間でのデコード処理能力を他の期間でのデコード処理能力と均等に設定しても不都合はない。ただし、スワップ処理に要する時間が過大になって1フレーム内で処理が終了しないような場合や、チャンネル間で必要とされるデコード処理能力に極端な偏りがある場合には、αの値を2倍などに適宜増やせばよい。これにより、各チャンネルについての処理が前倒しされ、1フレーム内で全ての処理を終了することができるようになる。
さらに、この実施形態に係る信号処理装置は、デコード処理をフレーム単位で実行するものであるため、隣接するフレームのサイズが異なるシステムにも適用することができる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、信号処理の単位となるデータ量とチャンネル数とに応じた記憶容量を有するデータバッファを備え、このデータバッファに信号処理結果を分散させて記憶するようにしたので、データバッファの記憶容量の増加を抑えながら、信号処理能力を有効に活用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施形態に係る信号処理装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図3】この発明の実施形態に係る出力データバッファの各記憶領域を示す図である。
【図4】この発明の実施形態に係る信号処理装置のデコード処理と出力データとのタイミング関係を示す図である。
【図5】従来技術に係る信号処理装置が備える出力データバッファの各記憶領域を示す図である。
【図6】従来技術に係る信号処理装置のデコード処理と出力データとのタイミング関係を示す図である。
【符号の説明】
100;信号処理装置、110;入力インタフェース、120;入力データバッファ、130;信号処理演算部(DSP)、140;出力データバッファ、150;出力インタフェース、160;サンプルカウンタ、170;作業バッファ、L,R,LS,RS,C,S(LFE);チャンネル、N,N+1;フレーム、A1〜A6,l〜l,r〜r,ls〜ls,rs〜rs,c〜c,s〜s;記憶領域、α;記憶容量。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal processing apparatus and method for performing signal processing such as decoding processing on stream data such as digital audio data, and more particularly to a technique for outputting data subjected to signal processing.
[0002]
[Prior art]
A signal processing device for decoding digital audio data to be reproduced is incorporated in a reproducing device such as a BS digital tuner or D-VHS (registered trademark). As the signal processing device, for example, MPEG-2 2. Description of the Related Art A 5.1-channel digital audio decoder conforming to AAC (Advanced Audio Coding), which is an (Audio) extension encoding method, is known. This decoder inputs digital audio data obtained from a BS digital tuner, D-VHS, or the like as stream data, performs decoding processing on a frame basis, and sequentially outputs data for 1024 samples per channel. Normally, this type of device is provided with a data buffer at the output stage for temporarily storing data at the time of output, and outputs data of the previous frame in parallel with decoding of the current frame. By doing so, the apparent operating speed (operating frequency) is improved.
[0003]
Here, as a first conventional technique relating to the above-mentioned decoder, there is one provided with a data buffer having a storage capacity twice as large as the amount of data to be output in one frame (see Patent Document 1). The first related art will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a storage area of a data buffer corresponding to each channel in one frame, and a storage area A represents an area in which a decoding result of a previous frame to be read out to the outside in the current frame is stored. B represents an area where the decoding result is written in the current frame. In this example, a channel L that drives the front left main speaker, a channel R that drives the front right main speaker, a channel LS that drives the rear left surround speaker, and a channel RS that drives the rear right surround speaker The storage areas A and B described above are prepared for each of a channel C for driving a front center speaker and a channel LFE (hereinafter, referred to as a channel S) for driving a subwoofer dedicated to heavy bass.
[0004]
In FIG. 5A, in the cycle of frame N, the decoding result for one frame of each channel is written to the storage area B of the data buffer, and the decoding result for the previous one frame is read from the storage area A. In the cycle of the next frame N + 1, the area which is set as the storage area B in the cycle of the frame N becomes the storage area A, and the data stored in the storage area A, that is, the data written in the storage area B in the frame N, Is read. Here, focusing on the same channel, each storage area B in the frame N + 1 is obtained by shifting the storage area B in the frame N by a half of the storage area (A + B) allocated to one channel. And the entire data buffer functions as a cyclic buffer. Thus, the writing of the decoding result of the current frame and the outputting of the decoding result of the previous frame are performed in parallel, thereby improving the apparent operation speed. In this example, the data written to the data buffer in each frame is read out one frame later.
FIG. 6A shows a timing relationship between the decoding processing according to the first conventional technique and output data. As shown in the figure, since the output data is delayed by one frame after the decoding process is performed, the decoding process only needs to be completed within the period of the preceding one frame. Therefore, the decoding processing load does not become excessive, and even if the decoding processing capability is low, the processing capability can be fully utilized.
[0005]
Next, a second conventional technique will be described with reference to FIG. In this example, a data buffer having a storage capacity 1.5 times the amount of data to be output in one frame is provided. In FIG. 5B, the storage area A1 represents an area in which the decoding result of the previous frame to be read in the first half cycle of the current frame is stored, and the storage area A2 is read in the second half cycle of the current frame. This represents the area where the decoding result of the previous frame to be stored is stored. The storage area B represents an area where the decoding result is written in the current frame as described above. The definition of each channel is the same as described above, and storage areas A1, A2, and B are prepared for each channel.
[0006]
In FIG. 5B, in the first half cycle (N 0 1 / ) of the frame N, the decoding result for one frame of each channel is written to the storage area B of the data buffer, and the previous result is stored in the storage area A1 from the storage area A1. The latter half of the decoding result of the frame is read. Further, in the second half cycle of the frame N (N 1/2 to 2/2 ), the first half of the area that is set as the storage area B in the first half cycle of the frame N (N 0 to 1/2 ) becomes the storage area A2, The first half of the decoding result of the current frame N is read from the storage area A2. In the first half cycle (N + 1 0 to 1/2 ) of the next frame N + 1, the second half of the area that is set as the storage area B in the cycle of the frame N is set as the storage area A1, and the data stored in the storage area A1 That is, the data written in the second half of the storage area B in the frame N is read.
[0007]
In the first half cycle (N + 1 0 to 1/2 ) of the frame N + 1, the area which has been set as the storage area A1 in the cycle of the frame N is newly set as the first half of the storage area B, and the storage area is set in the cycle of the frame N. The area which was set to the first half of B is newly set to the second half of the storage area B. The decoding result in the frame N + 1 is written in the new storage area B. Here, focusing on the same channel, each storage area B in frame N + 1 corresponds to a storage area B in frame N shifted by two-thirds of the storage area allocated to one channel. Then, the entire data buffer functions as a cyclic buffer. Thereby, writing and reading are performed in parallel, and the apparent operation speed is improved. In this example, the data written to the data buffer in each frame is read out with a delay of one half frame. FIG. 6B shows the relationship between the decoding processing according to the second conventional technique and output data. In this example, as shown in the figure, the output data is delayed by a half period of one frame after the decoding process is performed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-11-327559 (paragraph number 0029, FIG. 2)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-mentioned first conventional technique, a storage area corresponding to twice the data amount of one frame as a unit of signal processing must be prepared in the data buffer, and the storage capacity of the data buffer is required. However, there is a problem that the number increases significantly.
Further, according to the second conventional technique, it is possible to configure a data buffer with a smaller storage capacity as compared with the first conventional technique, but as shown in FIG. 6B, First, the decoding process must be completed in the first half period of one frame. Therefore, there is a problem that the processing capacity is twice as large as that of the first related art.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a signal processing device and a signal processing method capable of effectively utilizing a signal processing capability while effectively suppressing an increase in storage capacity of a data buffer. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
That is, the signal processing device according to the present invention inputs data of a plurality of channels as stream data, performs predetermined signal processing on the stream data, and outputs the data subjected to the predetermined signal processing for each channel. In the signal processing device, data having a storage capacity according to a data amount serving as a unit of the predetermined signal processing and the number of the plurality of channels, and storing data of each channel on which the predetermined signal processing is performed A buffer is provided, wherein the data on which the predetermined signal processing has been performed is dispersed and stored in the data buffer, and the data distributed in the data buffer is concentrated and rearranged for each channel.
[0012]
According to this configuration, the data buffer has a storage capacity corresponding to the number of channels in addition to a storage capacity corresponding to a data amount serving as a unit of the predetermined signal processing. Even if data as a unit is stored in the data buffer, a surplus occurs in the storage capacity. Here, for example, the data of the first channel newly subjected to predetermined signal processing is stored in the surplus. Therefore, even if data that has been newly subjected to signal processing is stored in the data buffer, reading of data that has already been subjected to predetermined signal processing and stored in advance in the data buffer is not hindered. With the reading of the data stored in advance, an empty area is generated in the data buffer. The data of the second and subsequent channels are sequentially stored in this empty area. Therefore, according to the configuration of the present invention, it is possible to effectively utilize the signal processing capability while suppressing an increase (surplus) in the storage capacity of the data buffer.
[0013]
In the above signal processing device, for example, the data buffer has a plurality of storage areas associated with the plurality of channels, and each of the plurality of storage areas is one channel on which the predetermined signal processing has been performed. It is characterized by having a storage capacity equivalent to the sum of the amount of data for one minute and the amount of data obtained by dividing the amount of data by the number of the plurality of channels. In the signal processing device, for example, the data buffer stores the data of each channel on which the predetermined signal processing has been performed in a distributed manner in the plurality of storage areas, and the data is distributed in the plurality of storage areas. It is characterized in that data is concentrated and stored again for each channel.
[0014]
A signal processing method according to the present invention is a signal processing method of inputting data of a plurality of channels as stream data, performing predetermined signal processing on the stream data, and outputting the predetermined signal-processed data for each channel. A method of distributing and storing the data on which the predetermined signal processing has been performed in a plurality of storage areas; and re-arranging the data distributed in the plurality of storage areas in a concentrated manner for each channel. , Is included.
In the signal processing method, for example, each of the plurality of storage areas may include a data amount for one channel subjected to the predetermined signal processing, and a data obtained by dividing the data amount by the number of the plurality of channels. It has a storage capacity equivalent to the sum of the amounts.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a signal processing device 100 according to this embodiment. The signal processing device 100 is a digital audio decoder of a 5.1-channel surround system compliant with AAC, which decodes stream data DIN and outputs digital audio data DOUT for each channel. , An input data buffer 120, a signal processing operation unit (DSP; Digital Signal Processor) 130, an output data buffer 140, an output interface 150, a sample counter 160, and a work buffer 170.
[0016]
The stream data DIN is digital audio data of a 5.1-channel surround system conforming to AAC. The stream data DIN is obtained by interpreting SPDIF format data obtained from a BS digital tuner, D-VHS, or the like with a DIR (Digital Interface Receiver) (not shown). It was obtained. The types of channels of the surround system include a channel L corresponding to a front left speaker, a channel R corresponding to a front right speaker, a channel LS corresponding to a rear left surround speaker, and a rear right surround speaker. , A channel C corresponding to the center speaker at the front center, and a channel S corresponding to the subwoofer speaker for reproducing heavy bass.
[0017]
The input / output clock signal CLK is generated by the above-described DIR, and includes a word clock signal indicating a boundary of each word, a bit clock signal indicating a position of each bit, a master clock signal serving as a reference of operation timing, and the like. included. The input interface 110 is for inputting the stream data DIN from the above-mentioned DIR, and the input data buffer 120 temporarily stores the stream data DIN input via the input interface 110 of the preceding stage, and It adjusts the timing of supply to the signal processing operation unit 130. The signal processing operation unit 130 executes a decoding process (predetermined signal processing) on the stream data DIN, and converts the stream data DIN into the respective audio data of the channels L, R, LS, RS, C, and S described above. It is.
[0018]
The output data buffer 140 is a feature of the present invention, and temporarily stores the audio data of each channel subjected to the above-described decoding processing. The output data buffer 140 has a storage capacity (hereinafter referred to as α) corresponding to the data amount of one frame, which is a unit of decoding processing in the signal processing operation unit 130, and the number of channels. . In this embodiment, the storage capacity of the output data buffer 140 is equivalent to the sum of the data amount for one frame and the data amount obtained by dividing the data amount by the number of channels, and α is the data amount for one frame. The value is divided by the number of channels (rounded up to the decimal point). Specifically, the number of samples for one frame of the audio data is, for example, 1024 per channel, and the data amount is 1024 words. Since the data amount obtained by dividing this data amount by “6” of the number of channels is 171 words (rounded up to the decimal point), the sum of 1195 words is the storage capacity per channel of the output data buffer 140 and the storage capacity per channel. Become.
[0019]
The output interface 150 outputs the audio data of each channel stored in the output data buffer 140 to an external D / A converter (not shown). The output signal of the D / A converter is power-amplified and a speaker (not shown) Supplied to The sample counter 160 generates a timing signal that defines the timing of writing data to the output data buffer 140 based on the input / output clock signal CLK. The work buffer 170 is a work area for temporarily storing data generated in the course of performing a series of decoding processes by the signal processing operation unit 130, and is also used as a work area when performing a swap process described later. You.
[0020]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 along the flow shown in FIG. Here, FIG. 3 shows the storage area of the output data buffer 140 in the frame N, and the storage areas A 1 to A 6 indicate the areas in which the decoding results to be read in the current frame N cycle are stored. Further, storage areas l 1 to l 6 represent storage areas for decoding results of channel L. Similarly, the storage areas r 1 to r 6 , ls 1 to ls 6 , rs 1 to rs 6 , c 1 to c 6 , s 1 to s 6 are channels L, R, LS, RS, C, respectively. S (= LFE) represents the storage area of the decoding result. In this example, for each channel, the area represented by the solid line corresponds to the storage area of one frame of data (the amount of data corresponding to 1024 samples), and the area represented by the dotted line corresponds to the data of one frame. Divided by the number of channels “6” (a data amount corresponding to 171 samples). FIG. 4 shows a timing relationship between the decoding process of the signal processing operation unit 130 and the output data of the output data buffer 140.
[0021]
First, the signal processing calculation unit 130 determines whether or not there is a request to end the decoding process (step S1). If there is this request (step S1; Yes), the process ends, and the request is terminated. If there is no (step S1; No), the following series of decoding processing is executed. That is, the signal processing calculation unit 130 determines whether or not there is a request to start the frame N (step S2). If there is no request (step S2; No), the signal processing operation unit 130 waits for the process, and there is this request. In the case (Step S2; Yes), the decoding process is performed on the digital audio data of the channel L which is the first channel (Step S3).
[0022]
Here, before the period from the beginning of the frame N to 1/6, that is, the period in which the number of samples corresponds to 0 to 171 has elapsed, the signal processing calculation unit 130 obtains the decoding result of the channel L in the frame N. The digital audio data corresponding to the obtained 1024 samples is written in a distributed manner in the six areas of the storage areas l 1 to l 6 . That is, among the 1024 samples of the frame N, writes up to 1-171 th in the storage area l 1, write the 172-342 th in the storage area l 2, the 343 to 513 th in the storage area l 3 writing, write 514-684 th in the storage area l 4, writes the 685-855 th in the storage area l 5, writes 856-1024 th in the storage area l 6. During this time, the output interface 150 reads digital audio data corresponding to the 1st to 171st samples, which is the decoding result of the previous frame (N-1), from the storage area A1 allocated to each channel, and reads the digital audio data externally (shown in FIG. D / A converter not used).
[0023]
Subsequently, the signal processing calculation unit 130 determines whether or not a period of 1/6 of the frame N has elapsed (step S4). If the period has not elapsed (step S4; No), the process is performed. stand by. Then, when one sixth of the period of the frame N has elapsed (step S4; Yes), the decoding process is performed on the digital audio data of the second channel, channel R (step S5). Here, when the lapse of a first period of 6 minutes of the frame N, the reading of data from the storage area A 1 is completed described above, since this area vacant, the signal processing operation section 130, new the storage area A 1 Then, as the storage areas r 1 to r 6 , the decoding result of the above-described channel R is written to the storage areas r 1 to r 6 . During this time, the output interface 150 reads the digital audio data corresponding to 172 to 342 th samples is decoded results outside (illustrated in the previous frame (N-1) from the storage area A 2 assigned to each channel D / A converter not used). Similarly, it is determined elapsed time to 5 2 to 6 minutes 6 minutes of the frame N is, when the period elapses, the storage area ls 1 ~ls 6, rs 1 ~rs 6, c 1 ~c 6 , S 1 to s 6 , and 343 to 513, 514 to 684, and 686 to 855 which are the decoding results of the previous frame (N−1) from the storage areas A 2 to A 6. Each digital audio data corresponding to the 856th to 1024th samples is read out to the output data buffer 150 and output to the outside (steps S6 to S13).
[0024]
In this state, as shown in the sixth row from the top in FIG. 3, the storage areas in which the decoding results of the channels L, R, LS, RS, C, and S are written are dispersed, and the output data buffer 140 The decoding result of each channel is stored in a distributed state. Therefore, the decoded result of each channel is subjected to a swap process (step S14), and as shown in the seventh row from the top in FIG. The results are rearranged so as to concentrate on each channel, and the rearranged decoding results are stored in each storage area of the output data buffer 140. The rearranged decoding results are read out from the output data buffer 140 to the output interface 150 and output to the outside in the cycle of the decoding process for the next frame N + 1, similarly to the storage areas A1 to A6 described above.
[0025]
The lowermost part of FIG. 3 shows the storage areas A 1 , l 1 to l 6 in the period up to one sixth of the next frame N + 1. As shown in the figure, the storage area A 6 after the swap processing in frame N described above, the decoded result of the period up to one-sixth of the frame N + 1 is used as a storage area l 1 to l 6 to be written . Further, the storage area allocated to each channel in frame N + 1 is shifted by an area corresponding to 1024 samples with respect to frame N described above, and the entire output data buffer 140 functions as a cyclic buffer. The operation for the frame N + 1 and thereafter is the same as the operation for the frame N for the frame N-1 described above.
In this example, 15 swaps are required for one frame, but if a DSP suitable for continuous memory transfer is used, a large amount of processing is not required. The work area required for swap is 171 words, but it is not always necessary to provide this work area in the output data buffer. With such a work area, the work buffer 170 used in the decoding process can also be used.
[0026]
Next, the effect of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the timing relationship between the decoding processing by the signal processing device according to this embodiment and the output data, and it is assumed that the processing capability of the signal processing operation unit 130 is sufficiently high. As can be understood from the figure, the decoding processes for the channels L, R, LS, RS, S are evenly distributed. Therefore, as compared with the first and second prior arts shown in FIG. 6, the increase in the storage capacity of the output data buffer can be suppressed, and the decoding processing ability can be effectively used. There is no excessive load.
[0027]
In this embodiment, the swap processing is performed in addition to the decoding processing of the channel S in the last one-sixth period of one frame. However, generally, the time required for the swap processing is required for the decoding processing. The time is shorter than the time, and the processing of the channel S (LFE) of the low frequency signal is lighter than the other channels. Therefore, swap processing is performed in addition to the decoding processing of the channel S in the last 1/6 period of one frame, and the decoding processing capacity in this period is set equal to the decoding processing capacity in other periods. There is no inconvenience. However, if the time required for the swap processing becomes too long and the processing does not end within one frame, or if there is an extreme bias in the decoding processing capability required between channels, the value of α is set to 2 It is sufficient to increase the number appropriately to twice. As a result, the processing for each channel is advanced, and all the processing can be completed within one frame.
Furthermore, since the signal processing device according to this embodiment executes the decoding process on a frame basis, it can be applied to a system in which the sizes of adjacent frames are different.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a data buffer having a storage capacity according to the data amount and the number of channels as a unit of signal processing is provided, and the signal processing results are dispersed and stored in this data buffer. Therefore, it is possible to effectively utilize the signal processing capability while suppressing an increase in the storage capacity of the data buffer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of an operation of the signal processing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing each storage area of an output data buffer according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a timing relationship between decoding processing and output data of the signal processing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing each storage area of an output data buffer included in a signal processing device according to the related art.
FIG. 6 is a diagram showing a timing relationship between decoding processing and output data of a signal processing device according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
100; signal processing unit; 110; input interface; 120; input data buffer; 130; signal processing operation unit (DSP); 140; output data buffer; 150; output interface; 160; sample counter; R, LS, RS, C, S (LFE); channels, N, N + 1; frame, A1~A6, l 1 ~l 6, r 1 ~r 6, ls 1 ~ls 6, rs 1 ~rs 6, c 1 to c 6 , s 1 to s 6 ; storage area, α; storage capacity.

Claims (5)

複数のチャンネルのデータをストリームデータとして入力し、該ストリームデータに所定の信号処理を施し、該所定の信号処理が施されたデータをチャンネル毎に出力する信号処理装置において、
前記所定の信号処理の単位となるデータ量と前記複数のチャンネルの数とに応じた記憶容量を有し、前記所定の信号処理が施された各チャンネルのデータを格納するデータバッファを備え、
前記所定の信号処理が施されたデータを前記データバッファに分散させて記憶させ、前記データバッファに分散されたデータを前記チャンネル毎に集中させて配列し直すことを特徴とする信号処理装置。
A signal processing device that inputs data of a plurality of channels as stream data, performs predetermined signal processing on the stream data, and outputs the data on which the predetermined signal processing has been performed for each channel.
A data buffer having a storage capacity according to a data amount serving as a unit of the predetermined signal processing and the number of the plurality of channels, and storing data of each channel on which the predetermined signal processing has been performed,
A signal processing apparatus, wherein the data subjected to the predetermined signal processing is dispersed and stored in the data buffer, and the data dispersed in the data buffer is rearranged in a concentrated manner for each channel.
前記データバッファが、前記複数のチャンネルに対応づけられた複数の記憶領域を有し、該複数の記憶領域のそれぞれが、前記所定の信号処理が施された1チャンネル分のデータ量と、該データ量を前記複数のチャンネルの数で除したデータ量との和に相当する記憶容量を有することを特徴とする請求項1に記載された信号処理装置。The data buffer has a plurality of storage areas associated with the plurality of channels, and each of the plurality of storage areas stores a data amount for one channel on which the predetermined signal processing has been performed, and 2. The signal processing device according to claim 1, wherein the signal processing device has a storage capacity corresponding to a sum of a data amount and a data amount obtained by dividing the data amount by the number of the plurality of channels. 前記データバッファが、前記所定の信号処理が施された各チャンネルのデータを前記複数の記憶領域に分散させて記憶し、該複数の記憶領域に分散されたデータを前記チャンネル毎に集中させて記憶し直すことを特徴とする請求項2に記憶された信号処理装置。The data buffer stores the data of each channel subjected to the predetermined signal processing in a distributed manner in the plurality of storage areas, and stores the data dispersed in the plurality of storage areas in a concentrated manner for each channel. The signal processing device according to claim 2, wherein the signal processing is performed again. 複数のチャンネルのデータをストリームデータとして入力し、該ストリームデータに所定の信号処理を施し、該所定の信号処理が施されたデータをチャンネル毎に出力する信号処理方法において、
前記所定の信号処理が施されたデータを複数の記憶領域に分散させて記憶させるステップと、
前記複数の記憶領域に分散されたデータを前記チャンネル毎に集中させて配列し直すステップと、
を含むことをことを特徴とする信号処理方法。
A signal processing method of inputting data of a plurality of channels as stream data, performing predetermined signal processing on the stream data, and outputting the data subjected to the predetermined signal processing for each channel,
Distributing the data subjected to the predetermined signal processing in a plurality of storage areas and storing the data;
Re-arranging the data distributed in the plurality of storage areas in a concentrated manner for each channel;
A signal processing method comprising:
前記複数の記憶領域のそれぞれが、前記所定の信号処理が施された1チャンネル分のデータ量と、該データ量を前記複数のチャンネルの数で除したデータ量との和に相当する記憶容量を有することを特徴とする請求項4に記載された信号処理方法。Each of the plurality of storage areas has a storage capacity corresponding to the sum of the data amount for one channel subjected to the predetermined signal processing and the data amount obtained by dividing the data amount by the number of the plurality of channels. The signal processing method according to claim 4, further comprising:
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